一、大数据是全球能源互联网的支撑9月26日,中国国家主席习近平在联大发展峰会上发表重要讲话,倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。这是习近平主席站在世界高度,继一带一路之后提出的又一全球性重大倡议,是对传统能源发展观的历史超越和重大创新,是中国政府积极应

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全球能源互联网下的大数据战略

2015-11-27 09:22 来源:北极星售电网 作者: 李兆清

一、大数据是全球能源互联网的支撑

9月26日,中国国家主席习近平在联大发展峰会上发表重要讲话,倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。这是习近平主席站在世界高度,继“一带一路”之后提出的又一全球性重大倡议,是对传统能源发展观的历史超越和重大创新,是中国政府积极应对气候变化,推动联合国2015年后发展议程作出的重要倡议,充分反映了我国顺应深度融入世界经济的大趋势,这是我国奉行互利共赢的开放战略,发展更高层次的开放型经济,积极参与全球经济治理和公共产品供给的最新举措,更能提高我国在全球治理中的制度性话语权,构建广泛的利益共同体。

延伸阅读:

电力急先锋:国网争抢制高点 电力大数据有何价值?

全球能源互联网对实现中华民族伟大复兴中国梦和人类社会和平与可持续发展具有深远的意义。

10月22日,《人民日报》刊发了国家电网公司董事长、党组书记刘振亚的署名文章《构建全球能源互联网 推动能源清洁绿色发展》,阐述了构建全球能源互联网的重大意义,提出加快推进“两个替代”,共同推动全球能源互联网创新发展。

全球能源互联网作为系统解决人类能源危机、环境污染和气候变暖三大挑战的最新、最优方案,目前已经在世界范围内获得了巨大反响,联合国秘书长潘基文明确表示将发挥联合国的重要作用,大力支持和推动构建全球能源互联网,共同促进人类社会的可持续发展。国际能源署长毕罗尔就指出:全球能源互联网是解决世界能源和环境问题的有效方案,依托特高压技术实现全球电网互联是可行的,将带领世界走向可持续发展。

构建全球能源互联网高度契合“一带一路”战略,也是落实“一带一路”战略的重要举措,是“一带一路”建设的创新发展和提升发展,两者紧密联系、相互促进。

构建全球能源互联网,这是新中国成立以来我国所提出的经济规模最大、投资额最高、地理空间范围最广和涉及领域最多的能源建设工程倡议,必将有力促进全球政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通、民心相通。

伴随着全球能源互联网的推进过程,必然需要相应建设“一带一路数据链”和“全球能源互联网数据云”。如何高效处理和有效利用这些大数据,是摆在中国决策高层面前的一个世纪性课题。

中国大数据交易与服务行业龙头企业数据堂(北京)科技股份有限公司(以下简称数据堂)CEO齐红威认为,全球能源互联网的核心就是大数据的应用或者说智慧数据利用。能源既然要互联,那么最大的益处就是全球智慧数据的综合处理与应用。“一带一路”倡议及其全球能源互联网最终是否得以落实,主要取决于决策层及其智库在大数据上所表现出来的强大主导力。大数据时代的效应在规模、广度以及速度方面,都是前所未有的。“一带一路”及其全球能源互联网建设中,大数据必然发挥主导作用。

与其说是大数据为智能电网、能源互联网的建设提供的机遇,还不如说是,智能电网、全球能源互联网的发展,必然依赖大数据技术的发展和应用。是能源产业本身的发展变革必然面对大数据的采集、管理和信息处理的挑战。

大数据技术,不仅仅是能源产业某个技术环节所需要的专门性的技术,而是组成整个能源互联网的技术基石。将全面影响到全球能源互联网的规划、技术变革、设备升级、电网改造,以及设计规范、技术标准、运行规程乃至市场营销政策的统一等方方面面,它支撑的正是整个未来新结构的精细化能量管理的全球电力数据系统。

全球能源互联网背景下的大数据应具备全球性宏控电力消费、供暖制冷和能效管理等诸多职能,并可涉及能效管理、节能环保、电动汽车、智能家居、电费管理、全球征信、人机对话、设备托管、软件硬件融合、物理世界与数字世界融合等多种跨专业创新业务。

在大数据时代,全世界一年产生的数据已经超过人类有史以来的数据总和。更妙的是,这些数据已经数字化了,可以用于计算机处理。数据形式包括数字、文字、表格、图片和视频。同时计算机的处理能力也是空前增长。因此,大数据在技术上完全突破了以前的瓶颈。

中国是一个数据大国,并不是数据强国,全球数据分布比例中,美国占32%、中国占13%,如果“一带一路数据链”和“全球能源互联网数据云”能够如期建成,中国将超越美国成为第一大数据国家。

如何在全球能源互联网下将培养出更多的由数据核心驱动发展的中国企业,是目前中国包括政府层面应该思考的问题。只有保证数量足够多的数据驱动型创新企业,才能点燃产业革命爆发的导火索。

二、全球能源互联网需要互联网创新

我们正处于一个全球能源互联网的时代,在新的能源变革、工业革命和“互联网+”行动计划带来的社会变革中,电网和大数据企业担当着重要角色并面临着转型发展的机遇。

刚刚闭幕的五中全会决定,实施网络强国战略,实施“互联网+”行动计划,发展分享经济,实施国家大数据战略。将产业发展与“强国”之策相匹配,对“十三五”相关产业发展起到了关键提示:网络强国是基础,“互联网+”是手段,大数据运用是核心,三者合起来协同发展,将实现产业结构转型升级。

全球能源互联网与互联网、大数据等深度融合,将带动我国新能源、新材料、智能制造、智能家居、电动汽车等战略性新兴产业创新发展,为“大众创业、万众创新”提供广阔空间和发展平台,对我国乃至全球经济增长、结构调整和产业升级具有显著拉动作用。

构建全球能源互联网,符合全人类的共同利益。国家电网公司正在贯彻落实习近平总书记在联大的倡议,联合各方面力量,全力推进全球能源互联网创新发展。应加快全球能源互联网与大数据、云计算、物联网、移动终端、工业4.0、智能智造等集成融合,为建设智慧地球提供基本平台和服务,让全球能源互联网惠及全人类。

未来,全球能源系统将会向当前的互联网一样发展,由全球无数用户侧的各种分布式能源向互联网中的个人电脑一样,通过全球能源互联网相互链接,就像互联网中的局域网一样,并与用户需求的用能设备关联形成互动,再由一个个局域的微电网相互链接,构成一个完全类似因特网一样的互联互动电网。

大数据平台的建立和发展将对促进全球能源互联网的发展具有重要的意义。事实上,目前国内一批数据服务商已经展开能源大数据的挖掘,通过运用大数据技术,利用互联网思维模式,深度挖掘电网的全生态链、全寿命周期、全产业数据链。通过大数据与智能电网、全球能源互联网的深度结合,涉及数据采集、存储、分析、挖掘以及流通等数据服务。大数据不仅改变着互联网的商业模式,还将重构全球能源互联网的产业格局,并将人类带入智能、智慧、互联、互动的全新时代。

全球能源互联网可以利用大数据分析电力或其他能源的购买量、预测能源消费、管理能源用户、提高能源效率、降低能源成本等;大数据与电网的融合可组成智能电网,涉及发电到用户的整个能源转换过程和电力输送链,主要包括智能电网基础技术、大规模新能源发电及并网技术、智能输电网技术、智能配电网技术及智能用电技术等,是未来电网的发展方向等。

全球能源互联网和大数据技术的结合,催生了像“电力+大数据”、“电网+互联网”、“智慧电网+智慧地球”等新兴概念。通过使用先进的传感器、控制设备和软件应用程序,将电力生产端、电力传输端、电力消费端的数以十亿计的设备、机器、系统连接起来,形成了“全球物联”。大数据分析、机器学习和预测是这种互联网络实现生命体特征的重要技术支撑:通过整合运行数据、地理数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等,进行大数据分析、负荷预测、发电预测,打通并优化电力生产和电力消费端的运作效率,需求和供应将可以进行随时的动态调整。智能发电、用电、储电设备,最终都将接入网络,借助信息流,形成自我优化的良性循环。

大数据分析是全球能源互联网、物联网得以实现的重要技术支撑。在能源互联网时代,万物相联,各种发电、用电、储电设备将源源不断地产生海量数据。如何将这些海量数据转换成可操作的见解,推动更好的决策,成为能否在能源互联网时代胜出的关键。

三、大数据是全球能源互联网的血液

电能在现代化能源系统中处于中心地位,电网是未来各种能源生产和消费的枢纽。全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架、全球互联、智能泛在高度智能电网,实质就是“特高压电网+智能电网+清洁能源+互联网+大数据+物联网”。

特高压电网是关键,智能电网是基础,清洁能源是重点,大数据是血液。全球能源互联网和信息互联网都是经济全球化的必然产物,互联互通、共建共享是大势所趋。全球能源互联网就像人的“血管系统”,能量和大数据就像在这些血管中流淌的血液。

电力系统是一种高维非线性的复杂系统,其内部的数据流包含电力流、信息流、业务流、故障流、气象流等不同的数据流向。

电力大数据贯穿发、输、变、配、用、调度、交易、通信等电力生产及管理的各个环节,是能源变革中电力工业技术革新的必然过程,不仅是技术上的进步,更是涉及电力系统管理体制、发展理念和技术路线等方面的重大变革,是下一代电力系统在大数据时代下价值形态的跃升。

无论是何种能源形式,无论是生产、分配还是消费,通过互联网进行的数据采集、传输和储存正变成行业的标准行为。而累积的海量数据,正成为新的宝库,有待于挖掘和运用,成为推动能源行业发展的重要因素。目前,能源行业的数据还存在数据量大,但数据分散、缺乏有效的分析方法、数据格式不统一、数据重复等问题,但通过智能采集和分析诊断技术、分布式智能电网技术和能源智能管理系统等技术的应用,将逐步实现能源领域的大数据时代。

南方电网科研院信息与通信研究室主任陈华军认为,数据是资产、是财富、是能量的观念,有待进一步形成、强化。目前的电网公司更多关注安全、稳定、可靠等指标,对数据资产的重视程度不够,对数据分析技术的研究力度有待加强。

例如,目前能源互联网面临的核心问题:数据共享。如何建立一个良好的数据分享机制是能源互联网面临的核心命题。怎么激励它们共享数据呢?所有的传感器都在捕捉数据,但是怎么分配价值?能源大数据采集是实现互联网融入能源领域的第一步,具备大数据基础的电网公司将更加容易把握全球时代的节奏。

电网大数据大致分为三类:一是电力企业生产数据,如发电量、电压稳定性等方面的数据;二是电力企业运营数据,如交易电价、售电量、用电客户等方面的数据;三是电力企业管理数据,如ERP、一体化平台、协同办公等方面的数据。

电力大数据的特征可概括为3V和3E。3V为体量大(Volume)、速度快(Velocity)和类型多(Variety) ; 3E 为数据即能量(Energy) 、数据即交互(Exchange)和数据即共情(Empathy)。3E的描述具有典型的电力行业特征,体现了大数据在电力系统应用中的巨大价值。

电力大数据由结构化数据和非结构化构成,随着智能电网、全球能源互联网建设和物联网的应用,非结构化数据呈现出快速增长的势头,其数量将大大超过结构化数据。

国家电网公司站在全球能源发展高度,提出了全球能源互联网发展蓝图,因此,未来电网具有长距离、广范围、泛在智能和共享互联的特点,将发生电网运行机制与商业模式的重构。国家电网要将积累的数据商业化,寻找一家业内成熟大数据服务商可能是比较可靠的途径。数据服务商的优势在于拥有成熟的技术、模型、团队、运营、设备等,通过一系列的数据清洗、建模、分析,得出结果,整个过程都可以在国家电网内部实施,从产品研发到服务输出都不必出户,杜绝原始数据泄露。应用方如需查询电力数据,只需要接通网络端口,在授权人认可的情况下可以查询这部分数据结果信息,这样国家电网的数据就可以实现商业化运营。在保障国家电网大数据安全、高效开发的前提下,数据服务商正为全球能源互联网提供全套技术解决方案。

在庞大而广泛的未来电网中,将呈现电源多样性、遍布性、时移性,负荷移动性、互动性,用能终端大量信息接入,各类管理终端大量介入,要求电网具有柔性和自适应能力,以满足送受端的时空变异和方式的多重复杂。在这种情况下,依靠传统的状态信号指令无法完成决策,需要复杂的负荷预测、分析及实时呈现,需要以大量的、多维的、高密度的大数据来支撑预测、预警、机器决策和人工判断。

在全球能源互联网向更高阶段发展过程中,地域更加广泛,需基于全球数据实现能源电力大范围平衡来保障电网及其他系统的安全。这就是大数据对电网发展与未来电网目标实现路径的支撑。数据堂COO柴银辉认为,在全球能源互联网的建设过程中,大数据扮演着核心角色。互联网的本质是信息的互联和处理,而信息则以数据为载体。大数据将各行业的用户、供电服务、发电商、设备厂商融入到全球能源互联网的大环境中。

电力行业蕴含了巨大的数据资源,同时也呈现出突出的数据价值需求。据估算,电力行业的生产、管理、用户、计量、资产等方面数据已达到20PB。来自于复杂大电网的调度运行、新能源与负荷的时空变异、电力资产寿命与运行状态、主动配电与需求响应、售电侧、电动汽车和智能家居大规模接入等都存在着巨大的以数据为支撑的决策与配置需求。

大数据演化着一场模式与价值功能的重构,为智能电网、全球能源互联网的发展提供了新思路、新方法和新的解决方案,也为我国电网企业赶超国际先进水平,在应用领域采取跨越式的方法吸收创新,提供了新的机遇。

例如,可建立一个全球能源数据池、电力期货平台、能源金融体系、全球能源服务系统等来支撑成立全球能源互联网联盟、全球调度中心、全球电力交易所、全球电力银行、全球数据银行、全球数据交易所,甚至支撑电力成为新形态的货币。

全球能源互联网进而打破全球各国电力行业中企业之间、业务之间的数据壁垒,推动全球电力企业间的数据开放共享,建设全球电力行业统一的元数据和主数据管理平台,建立统一的电力数据模型和行业级电力数据中心,开发电力数据分析挖掘的模型库和规则库,挖掘电力大数据价值,面向行业内外提供内容增值服务。

全球能源互联网+大数据是未来智慧城市和智慧地球的基石,作为覆盖全球城乡、具备同步传输能源与信息的最大人造网络,智能电力系统天然成为未来智慧城市建设的基础与核心,以电力光纤到户和电力通信网为依托,进一步拓展电力大数据实践,构建家庭用电自动化和能效管理、全球一体化信息平台、全球智慧城市的能效管理平台和智慧城市一体化信息服务平台。

在这样的平台上催生更多的商业模式,创造出全新的银行体系、货币体系和商业运转模式,体现出的应是充满创新意义的人类精神,成为世界财富交换和资源交易的中间体,甚至是第一载体。

可以预见,全球能源互联网大数据将迎来最好的时代,成为产业最新风口。这需要我们积极面对,需要得到强烈认知和战略上的认同,从而推进全球能源互联网大数据从概念走向现实。

四、大数据是能源革命的重要内容

能源是人类文明的标志,作为工业革命的根本动力,能源革命是工业革命得以发生的客观基础。历史上,每一次能源变革都伴随着生产力的巨大飞跃和人类文明的重大进步。构建全球能源互联网,将加快清洁发展,形成以电为中心、以清洁能源为主导、能源全球配置的新格局,实现全球能源转型升级,引领和推动第三次工业革命。

电力系统作为经济发展和人类生活依赖的能量供给系统,具有大数据的最典型特征。电力系统是最复杂的人造系统之一,其具有地理位置分布广泛、发电用电实时平衡、传输能量数量庞大、电能传输光速可达、通讯调度高度可靠、实时运行从不停止、重大故障瞬间扩大等特点,这些特点决定了电力系统运行时产生的数据数量庞大、增长快速、类型丰富,完全符合大数据的所有特征,是最典型的大数据。

在智能电网、全球能源互联网深入推进的形势下,电力系统的数字化、信息化、智能化、全球化不断发展,带来了更多的数据源,例如智能电表从数十亿计的家庭和企业终端带来的数据,电力设备状态监测系统从数以万计的发电机、变压器、开关设备、架空线路、高压电缆等设备中获取的高速增长的监测数据,光伏和风电功率预测所需的大量的历史运行数据、气象观测数据等等。

因此在电力系统数据爆炸式增长的新形势下,传统的数据处理技术遇到瓶颈,不能满足电力行业从海量数据中快速获取知识与信息的分析需求,电力大数据技术的应用是电力行业数字化、信息化、智能化、全球化发展的必然要求。举一个案例,削峰填谷是电力大数据应用的具体表现。现在国内智能电表已经大力普及,通过电表可查用户的用电量、用电金额、用电时间分布等诸多极具商业价值的数据。在这方面,企业能利用白天和晚上的用电分布和用电时间差形成产品包,定制化推荐给不同时间用电的用户,从而制定出全新的用电价格,甚至优化发电企业与电力运营企业的业务模式。

大数据技术的兴起和运用,将使全球能源互联网发展进入一个全新的历史阶段。数据化管理全球能源互联网,将推动全球能源生产、消费、体制的变革,有利于能源结构的进一步调整,有力地推动能源革命。而且,依托全球能源互联网,大规模、高效率开发利用各类清洁能源,能够让人人享有充足、清洁、廉价、高效、便捷的能源供应,为人类经济社会发展提供不竭动力。

国家电网公司全球能源互联网办公室副主任陈葛松认为,未来的能源互联网传播的不仅仅是信息、知识和数据,而且还可以把这些知识变成可以干事情的能量,是信息+能量的组合,是互联网的新形态——现代电网将与互联网、物联网、广电网、电信网充分溶解并全面融合,从而成为各种智能设备的“电能总线”、“信息总线”、“数据总线”——所有的能量和信息、数据都可以通过全球能源互联网得到及时的反馈,并根据需求予以选择控制。最终呈现的都是一种试图把各种能源和信息数据形式组合成一个超级网络。

由此,全球能源互联网将在全球范围内引发一场跨界、跨代、跨层、跨越的整合革命,以构筑能量、信息、知识、数据的新形态为全球未来100亿人带来切实的发展福祉。

以全球能源互联网为平台的万有互联、万物组织、万物思维以及无所不在的连接,实现全球所有人和人、人和物以及物和物之间的再造,重构整个人类社会的生产工具、生产方式和生活场景。

五、全球能源互联网下的大数据战略

这是一个颠覆的历史。这是一个颠覆的时代。亿万年的“猿史”被火的出现彻底颠覆而进入“人史”,人类从树上到地上的第一道文明曙光也是宣言书,即宣告了自恐龙时代以来地球新主导物种的诞生,也揭开了人类利用自然能源和化石能源的历史序幕。

而这一次颠覆来自哪里呢?必然将是全球能源互联网+大数据,它们正在酝酿的一场能源革命或将人类文明的进程推进到大数据能源的阶段——大数据不仅仅是“未来的新石油”,而且是未来人类社会的终极能源。人类将由此宣告文明的第二道曙光。

能源变迁是划分人类文明进程的最重要视角和标志,人类对大数据能源的终极驾驭,必将改写并重新定义人类文明的尺度与标杆。所有的现存文明内容都将沦为一座座连接万物源头的桥梁,完成人类从地球文明到宇宙文明的超级聚合与大跃迁。

大数据能够实现人机对话和万物连接。大数据能够支撑全球能源互联网打造一个真正了不起的全球生态系统,这个生态系统里面,能够有最好的解决方案,能够有最优质的信息流,所有的企业、家庭都能够找到自己的入口出口,所有的物理实体、一切需要链接的设备和产品……。

无所不在的连接、无所不在的大数据,实现人类社会所有人和人、人和物以及物和物之间的再造,重构整个人类社会的生产工具、生产方式和生活场景。

全球能源互联网不再仅仅是电能输送的载体和能源优化配置的平台,更有可能成为全球新技术革命的高速公路、成为承载智慧地球革命的台基,一个全智能世界的终极平台。届时,电力数据不仅仅为电力部门所用,而是跨界连接,甚至产生对其他行业更大价值的生产力。从数据服务商的市场实践来看,金融机构对于电力大数据的需求空前高涨。那么电力大数据对于征信到底起多大作用呢?假如一个人去银行贷款,除了传统征信涉及的权重参考外,智能电表提供的用电数据,包括用电量、用电金额、用电时间分布、缴费频次等,可以关联到这个人的各方面(职业、收入、生活方式等)是否稳定,有利于做出风险系数判断,从而为征信增加含金量。这是针对个人,对于企业来说,企业很多方面都可以造假,但用电情况做不了假,电力是一个很好甄别途径,而个人用电维度可以完全套用在企业上。

在全球能源互联网情景下,能够实现全球多网融合、万有万物一线相连、有线无线高度缝合的特征,实现万物组织、万物互联、万物思维。将全球物质、能量、信息通过数据流深度耦合,是物理世界、心灵世界、智性世界、能量世界、信息世界乃至社会系统的全植入,与工业革命相比,具有更广阔的开放性和更大的系统复杂性。

人类社会需要全球能源互联网这样一个终极平台,来把现存各种坐标系,或者各种不同维度的事物通过数据流“终极相联“,实现万物组织、万物互联、万物思维;并且通过集体意识、集体架构的全面集成与融合,进而成为影响现代人类社会高效运转的中枢系统。

人类必将能够通过全球能源互联网寓于更高层次的物质规律,提高人类的理性认知高度和思想境界,实现人类社会再一次更伟大的迁徙之旅,推进人类文明全维度转型,推动人类无数量、无尺度、无边界、无终极的梦想成为现实。

延伸阅读:

【分析】国外电力大数据应用模式与售电业务的关系

【案例分析】电力大数据的应用模式及未来展望

【浅析】大数据应用在电网领域大有可为

( 来源: 北极星售电网 作者: 李兆清 )
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